CN206044624U - 一种马用可穿戴式心电信号采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其技术特点在于：包括可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器，所述可穿戴式心电信号采集器包括用于捆绑固定在马身上的马背带和可拆卸地粘贴在所述马背带内侧的三个织物电极，所述三个织物电极分别通过导联线与所述心电信号处理器的织物电极接口相连接，用于将采集的马的心电信号传输至心电信号处理器进行处理。本实用新型改变了传统的心电采集设备的不可移动性以及传统粘性电极的致敏性。三个织物电极可拆卸地粘贴固定在马背带内侧，为可穿戴式心电采集器的利用者提供更好的舒适性，更加方便、便捷，信号波形的质量达到传统电极的采集质量。
Description
技术领域
本实用新型属于生物信号识别与处理技术领域，尤其是一种马用可穿戴式心电信号采集系统。
背景技术
目前，在医学领域应用心电图进行心脏机能的检查,已成为不可缺少的手段。在健康监护过程中，穿戴式心电监测设备可以方便地穿在身上，而不影响其正常的生活，并且能够对心脏进行长时间的连续监测，有效地在的疾病危险期中提供重要的心电信号依据，为医务人员的快速、准确诊断心脏病症带来诸多便利之处。
实现心电信号采集的可穿戴性旨在能够让用户以舒适的方式实现心电信号的连续监测，监测时长可达到24h至1周左右。另外，要求采集到的心电信号质量能够达到临床监控的要求。这就对电极材质的选择提出了极大的要求，既要满足采集过程的舒适性，又要能采集到高质量的信号。目前，用于人体心电信号采集的电极通常是利用一种一次性Ag/AgCl粘贴电极.利用Ag/AgCl电极采集的心电信号波形清晰，信号稳定，干扰小。但是Ag/AgCl电极属于一次性使用的产品，不可重复使用，并且电极内置电解液对皮肤有刺激作用，长时间使用会造成皮肤过敏等症状，即使对于动物，佩戴时间也有很大限制，一般在24h以内，即使更换新的电极，皮肤也很难忍受更长时间的过敏性刺激，例如：LifeShirt在心电测量中使用的是传统的Ag/AgCl电极，并不适合长期穿戴使用。
兽医学界对动物心电图的应用也十分重视,心电图(ECG)是利用心电图机从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术，对于动物的健康检测和评估有着重要意义。
由于动物不同于人的特征，存在可控性差，移动空间大的特点，使用传统的心电信号采集设备获取的心电信号质量恐难以达到实际使用的目的，不仅心电信号采集方式不便，而且用上述心电信号采集数据进行实验，实验结果应用到临床未必可靠。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、可控性强、采集的心电信号稳定准确且能够实现长时间连续监测的马用可穿戴式心电信号采集系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种马用可穿戴式心电信号采集系统，包括可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器，所述可穿戴式心电信号采集器包括用于捆绑在马身上的马背带和可拆卸地安装在所述马背带内侧的三个织物电极，所述三个织物电极分别通过导联线与所述心电信号处理器的织物电极接口相连接，用于将采集的马的心电信号传输至心电信号处理器进行处理。
而且，在所述马背带内侧的一边至少固装有两个粘贴条，在所述马背带内侧的另一边至少固装有一个粘贴条；所述三个织物电极分别与相对应的粘贴条相连接。
而且，在所述马背带内侧的左右两边分别对称固装有三个粘贴条，第一织物电极与右侧第三粘贴条相连接，第二织物电极与左侧第三粘贴条相连接，第三织物电极与左侧第一粘贴条相连接。
而且，所述心电信号处理器包括机壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括心电信号去噪模块、A/D转换模块和内置电源模块的MCU嵌入式平台；所述心电信号去噪模块的输入端与织物电极接口相连接，该心电信号去噪模块的输出端与A/D转换模块相连接，所述A/D转换模块的输出端与内置电源模块的MCU嵌入式平台相连接。
而且，所述内置电源模块的MCU嵌入式平台的输出端分别与存储模块、LCD显示模块和按键模块相连接；所述存储模块与机壳上的SD卡卡槽相连接，所述LCD显示模块与机壳上的LCD显示屏相连接，所述按键模块与机壳上的控制按键相连接。
而且，所述心电信号去噪模块包括依次连接的前置放大电路、低通滤波和带通滤波电路；所述前置放大电路的输入端与织物电极接口相连接，带通滤波电路的输出端与A/D转换模块相连接。
而且，所述A/D转换模块包括依次连接的放大器和A/D转换器，所述放大器的输入端与带通滤波电路的输出端相连接，所述A/D转换器的输出端与内置电源模块的MCU嵌入式平台的输入端相连接。
而且，所述内置电源模块的MCU嵌入式平台采用STM32控制芯片，所述A/D转换模块采用ADS1298转换芯片，所述LCD显示模块采用MHDR2X12显示芯片。
而且，所述带通滤波电路为50HZ带通滤波电路。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型由可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器连接构成，所述可穿戴式心电信号采集器包括用于捆绑在马身上的马背带和可拆卸地安装在马背带内侧的三个织物电极，在马的心电信号采集过程中，本实用新型的马用可穿戴式心电信号采集器可以方便地捆绑在马身上，而不影响其正常的活动，采集到的心电信号噪声小，改变了传统的心电信号采集方式，更加方便，便捷，而且采集的信号质量也非常稳定。
2、本实用新型采用舒适的织物电极，该织物采用镀银涤纶材料作为导电媒介，镀银涤纶材料对皮肤的刺激较小，而且自身的阻抗低，具有较好的传导能力，该织物电极比传统的一次性电极更加舒适，在长时间的使用中也不会影响信号质量。采用该织物电极有利于提高心电信号采集的准确性、稳定性；采集的心电信号可靠准确，符合医学意义，可以用于马的心电信号的健康监测和评估。
3、本实用新型的可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器在采集马的心电信号的过程中捆绑在马身上，可以克服动物存在的可控性差、移动空间大的特点，实现对马的心脏进行长时间的连续监测，有效地在的疾病危险期中提供重要的心电信号依据，为医务人员的快速、准确诊断心脏病症带来诸多便利之处。
4、本实用新型的可穿戴式心电信号采集器，改变了传统的心电采集设备的不可移动性以及传统粘性电极的致敏性。三个织物电极可拆卸地安装在马背带内侧，为可穿戴式心电采集器的利用者提供更好的舒适性，更加方便、便捷，信号波形的质量达到传统电极的采集质量。
5、本实用新型的心电信号处理器的机壳上设置SD卡槽，将心电信号采集器采集到的心电信号数据保存在SD卡内，心电信号完毕后拔出SD卡，再将SD卡内心电信号数据保存至上位机内。从而保证数据存储的可靠性，解决了可控性差、移动空间大的马的心电信号采集、传输和处理问题。
附图说明
图1是本实用新型的可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器的连接结构示意图；
图2是本实用新型心电信号处理器的内部控制电路方框图；
图3是本实用新型心电信号处理器的MCU嵌入式平台电路图；
图4是本实用新型心电信号处理器的AD转换模块电路图；
图5是本实用新型心电信号处理器的前置放大电路及低通滤波电路的电路图；
图6是本实用新型心电信号处理器的50HZ带通滤波电路图；
图7是本实用新型心电信号处理器的LCD显示模块电路图；
图8是本实用新型心电信号处理器的存储模块电路图；
图9是本实用新型采集的马静止状态下波形；
图10是本实用新型采集的马走动状态下的波形；
图11是本实用新型采集的马走到跑过程中波形变化；
图12是本实用新型采集的马跑时的波形；
图13是本实用新型采集的马跑到走过程中波形变化；
图14是本实用新型的马的12导联波形总览示意图。
附图标记说明：
1-第一织物电极；2-第二织物电极；3-第三织物电极。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：
一种马用可穿戴式心电信号采集系统，如图1所示，包括可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器，所述可穿戴式心电信号采集器包括用于捆绑在马身上的马背带和可拆卸地粘贴在所述马背带内侧的三个织物电极，所述三个织物电极分别通过导联线与所述心电信号处理器的织物电极接口相连接，用于将采集的马的心电信号传输至心电信号处理器进行处理。
在所述马背带内侧的一边至少固装有两个粘贴条，在所述马背带内侧的另一边至少固装有一个粘贴条；所述三个织物电极分别与相对应的粘贴条相连接。
其中，第一织物电极位于马左侧第六助间下三分之一处，用于测量第一织物电极与第三织物电极的电位差；第二织物电极位于心脏右侧第六肋间延长线上，保证马心脏处于所述第一织物电极和第二织物电极的导联轴的中点上，用于测量第二织物电极与第三织物电极的电位差；第三织物电极位于马右侧第一织物电极的对称位置上，用于接地。
在本实施例中，在所述马背带内侧共固连有六个粘贴条，左右两边分别对称固连有三个粘贴条，从左至右分别为：左侧第一粘贴条、左侧第二粘贴条、左侧第三粘贴条、右侧第一粘贴条、右侧第二粘贴条和右侧第三粘贴条；其中，第一织物电极与右侧第三粘贴条相连接，第二织物电极与左侧第三粘贴条相连接，第三织物电极与左侧第一粘贴条相连接。
在本实施例中，在所述马背带内侧一共固连有六个用于连接所述织物电极的粘贴条，所述三个织物电极可任意与其中一个粘贴条相连接，以适应于体型大小不均一各种类型的马。
所述心电信号处理器包括机壳及其内部的控制电路，如图2所示，所述控制电路包括心电信号去噪模块、A/D转换模块、内置电源模块的MCU嵌入式平台、存储模块、LCD显示模块和按键模块；所述心电信号去噪模块的输入端与织物电极接口相连接，该心电信号去噪模块的输出端与A/D转换模块相连接，所述A/D转换模块的输出端与内置电源模块的MCU嵌入式平台相连接，所述内置电源模块的MCU嵌入式平台的输出端分别与存储模块、LCD显示模块和按键模块相连接；所述存储模块与机壳上的SD卡卡槽相连接，所述LCD显示模块与机壳上的LCD显示屏相连接，所述按键模块与机壳上的控制按键相连接，用于实现相应的存储、显示以及按键功能。在本实施例中，所述控制按键包括取消按键和电源开关按键。
所述心电信号去噪模块包括依次连接的前置放大电路、低通滤波和带通滤波电路；所述前置放大电路的输入端与织物电极接口相连接，带通滤波电路的输出端与A/D转换模块相连接。在本实施例中，所述带通滤波电路为50HZ带通滤波电路。
所述A/D转换模块包括依次连接的放大器和A/D转换器，所述放大器的输入端与带通滤波电路的输出端相连接，所述A/D转换器的输出端与内置电源模块的MCU嵌入式平台的输入端相连接。
所述内置电源模块的MCU嵌入式平台采用STM32控制芯片，所述A/D转换模块采用ADS1298转换芯片，所述LCD显示模块采用MHDR2X12显示芯片。
图3至图8分别为本实用新型心电信号处理器的MCU嵌入式平台电路图；本实用新型心电信号处理器的AD转换模块电路图；本实用新型心电信号处理器的前置放大电路及低通滤波电路的电路图；本实用新型心电信号处理器的50HZ带通滤波电路图；本实用新型心电信号处理器的LCD显示模块电路图；本实用新型心电信号处理器的存储模块电路图。
本实用新型的工作原理为：
1、连接可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器
首先，将三个织物电极分别扣到三条不同颜色的导联线上，按照图1所示，将三个织物电极分别与马背带内侧对应位置的三个粘贴条相连接；然后，将三条导连线另一端与心电处理器机壳上的电极接口相连接。
2、采集心电信号数据
利用可穿戴式心电采集器采集马的心电信号数据，5分钟生成一个文件夹。
3、保存心电数据
马的心电信号数据采集完毕后，拔出SD卡，将采集到的心电信号数据保存至上位机，将文件夹重命名并做好记录。
为了验证可穿戴式心电信号采集设备采集的心电信号方式准确性和稳定性，将本实用新型采集的心电信号与传统十二导联的心动周期比较，如图9至图13为本实用新型采集的马静止、走动，从走到跑、跑和从跑到走状态下心电波形，如图14为马12导联波形总览。从图中对比可以看出，相较12导联波形而言，可穿戴式心电信号采集设备采集的连续波形也比较稳定，说明该可穿戴式心电信号采集设备所采集的心电信号准确、稳定并具有医学意义。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：包括可穿戴式心电信号采集器和心电信号处理器，所述可穿戴式心电信号采集器包括用于捆绑在马身上的马背带和可拆卸地安装在所述马背带内侧的三个织物电极，所述三个织物电极分别通过导联线与所述心电信号处理器的织物电极接口相连接，用于将采集的马的心电信号传输至心电信号处理器进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：在所述马背带内侧的一边至少固装有两个粘贴条，在所述马背带内侧的另一边至少固装有一个粘贴条；所述三个织物电极分别与相对应的粘贴条相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：在所述马背带内侧的左右两边分别对称固装有三个粘贴条，第一织物电极与右侧第三粘贴条相连接，第二织物电极与左侧第三粘贴条相连接，第三织物电极与左侧第一粘贴条相连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：所述心电信号处理器包括机壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括心电信号去噪模块、A/D转换模块和内置电源模块的MCU嵌入式平台；所述心电信号去噪模块的输入端与织物电极接口相连接，该心电信号去噪模块的输出端与A/D转换模块相连接，所述A/D转换模块的输出端与内置电源模块的MCU嵌入式平台相连接。
5.根据权利要求4所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：所述内置电源模块的MCU嵌入式平台的输出端分别与存储模块、LCD显示模块和按键模块相连接；所述存储模块与机壳上的SD卡卡槽相连接，所述LCD显示模块与机壳上的LCD显示屏相连接，所述按键模块与机壳上的控制按键相连接。
6.根据权利要求5所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：所述心电信号去噪模块包括依次连接的前置放大电路、低通滤波和带通滤波电路；所述前置放大电路的输入端与织物电极接口相连接，带通滤波电路的输出端与A/D转换模块相连接。
7.根据权利要求6所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：所述A/D转换模块包括依次连接的放大器和A/D转换器，所述放大器的输入端与带通滤波电路的输出端相连接，所述A/D转换器的输出端与内置电源模块的MCU嵌入式平台的输入端相连接。
8.根据权利要求7所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：所述内置电源模块的MCU嵌入式平台采用STM32控制芯片，所述A/D转换模块采用ADS1298转换芯片，所述LCD显示模块采用MHDR2X12显示芯片。
9.根据权利要求6所述的一种马用可穿戴式心电信号采集系统，其特征在于：所述带通滤波电路为50HZ带通滤波电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN110151171A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-23 | 山东师范大学 | 可穿戴电子服装的心电信号采集电极、装置及监测系统 |
| CN110403599A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-05 | 深圳旭宏医疗科技有限公司 | 心电监测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN114366125A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-19 | 中国人民解放军陆军特色医学中心 | 一种用于哺乳动物的穿戴式脑电系统 |
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